德國約翰內斯・谷登堡-美因茨大學（Johannes Gutenberg-Universität Mainz）高精度物理與基本物質結構及其相互作用研究所（PRISMA+ Cluster of Excellence）的理論物理學家提出一種基於五維時空的理論，可以回答關於基本粒子質量和暗物質存在的一系列問題。不過，科學家一直無法設計出任何可以檢驗這個理論的實驗。
五維時空宇宙天體藝術假想圖
近期PRISMA+的科學家發表於《歐洲物理C刊》（European Physical Journal C）的研究終於找到了辦法，為科學家探索暗物質的道路投下一縷新的曙光。
早在上世紀20年代，就有科學家試圖在三維空間和一維時間（所謂四維時空）的基礎上，再增加一個維度來解決引力與電磁力的統一問題。他們推測，如果的確有這個新的空間維度，這個空間必須是以很小的、小到肉眼看不到的形式存在。
到了90年代，這個理論引起更多研究人員的興趣，特別是當人們意識到五維空間的理論有可能回答現有的標準粒子模型無法回答的問題，比如暗物質的存在、基本粒子質量的層級關係等。
其中一份由史丹福大學的格羅斯曼（Yuval Grossman）和當時就職康奈爾大學的教授紐伯特（Matthias Neubert）合作完成的研究得到同行廣泛引用和討論。這份研究提出，把粒子物理的標準模型置於五維時空中，就可以解決不同層次的基本粒子它們的質量從何而來的難題。
又過了20年，任職於德國美因茨大學的紐伯特有了意外的發現：他們從五維空間的粒子場論方程式推導發現存在一種全新的、類似希格斯玻色子（因被人稱為「上帝粒子」而知名）的粒子，但是質量比希格斯玻色子大得多。
不過，由於它的質量如此之大，以致於世界上最先進的大型強子對撞機（LHC）都不可能生成這種粒子，也就無法對它進行進一步的試驗研究。研究者之一卡斯特拉諾・魯伊斯（Javier Castellano Ruiz）說：「我們的理論預測了一種全新的粒子，這讓我們很興奮，可是我們所能想到的實驗都無法證實它的存在。」
最新發表的研究對此困境給出了全新的解答。他們發現這種粒子能夠同時與已知的基本粒子（即構成這個世界可見物質的粒子）和神秘的暗物質產生相互作用，從而成為協調兩者之間作用力所須的媒介。同時，新的理論還能解釋為何宇宙中的暗物質如此之多。
他們認為這個基於五維時空的理論為尋找暗物質的成分以及探索早期宇宙的不同階段和暗物質的形成提供了全新的途徑。紐伯特說：「多年來我們一直在努力尋找能夠證實這一理論的方法，現在我們有信心地認為這次發現的機制，讓我們有希望在未來的實驗中探測到暗物質，因為我們的理論可以精確地算出普通物質和暗物質之間通過新的機制進行互動的各種特徵。我們希望最終能夠在這種新粒子與暗物質的互動過程中發現它的蹤跡。」
